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GPS测量原理及应用GIS.洋2017/12/21 Thursday目录第一章绪论 (1)1.GPS全球定位系统的建立： (2)2.GPS全球定位系统组成： (2)3.GPS系统的特点： (2)4.*GPS、GALILEO、GLONASS（P10表1-4） (3)第一章坐标系统和时间系统 (3)2.1坐标系统： (3)2.2时间系统： (4)第三章卫星运动及星历 (4)3.1无摄运动 (4)3.2受摄运动 (5)3.3GPS卫星星历 (5)第四章GPS卫星的导航电文和卫星信号 (6)4.1卫星导航电文 (6)第五章GPS卫星定位基本原理 (6)5.1GPS卫星定位的基本原理 (6)5.2定位方法 (6)5.3整周未知数No的确定 (9)5.4整周跳变的修复 (9)第七章GPS测量误差 (10)7.1 GPS测量误差源 (10)7.2与信号传播有关的误差 (10)第八章GPS测量设计与实施 (11)8.1 GPS测量的技术设计 (11)8.2 GPS测量外业准备 (13)8.3GPS测量外业实施 (13)8.4数据处理及测量结果的检核 (14)第九章GPS测量数据处理 (17)9.1数据处理 (17)第一章绪论1.GPS全球定位系统的建立：GPS：Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System,卫星测时测距导航/全球定位系统，是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能型、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。
（原理：空间距离后方交汇）2.GPS全球定位系统组成：2.1 GPS卫星星座*基本参数：○1基本的卫星数为21+3（21颗工作卫星+3颗备用卫星）○2卫星轨道面的个数为6○3卫星高度为20200Km○4轨道倾角为55°○5运行周期为11h58min○6载波频率为1575.42MHZ和1227.60 MHZGPS卫星作用：1.向广大用户发送导航定位信息。
（完整版）GPS题库（完整版）⼀、名词解释春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运⾏时，黄道与天球⾚道的交点真近点⾓：在轨道平⾯上卫星与近地点之间的地⼼⾓距．升交点⾚经：在地球平⾯上，升交点与春分点之间的地⼼夹⾓．近地点⾓距：在轨道平⾯上近地点与升交点之间的地⼼⾓距．天球：指以地球质⼼为中⼼，半径r为任意长度的⼀个假想球体。
为建⽴球⾯坐标系统，必须确定球⾯上的⼀些参考点、线、⾯和圈。
岁差：指由于⽇⽉⾏星引⼒共同作⽤的结果，使地球⾃转轴在空间的⽅向发⽣周期性变化。
章动：北天极除了均匀地每年西⾏以外,还要绕着平北天极做周期性的运动。
轨迹为⼀椭圆。
极移：地球⾃转轴相对于地球体的位置不是固定的，地极点在地球表⾯上的位置随时间⽽变化的现象称为极移历元：在天⽂学和卫星定位中，与所获取数据对应的时刻也称历元。
轨道参数：描述卫星轨道位置和状态的参数卫星星历：描述卫星运动轨道的信息预报星历：是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电⽂传递给⽤户，经解码获得所需的卫星星历，也称⼴播星历后处理星历：是⼀些国家的某些部门根据各⾃建⽴的跟踪站所获得的精密观测资料，应⽤与确定预报星历相似的⽅法，计算的卫星星历。
绝对定位：也称单点定位，是指在协议地球坐标系中，直接确定观测站相对于坐标原点（地球质⼼）绝对坐标的⼀种⽅法。
相对定位：⽤⾄少两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置。
有静态相对定位和动态相对定位之分静态定位：接收机静置在固定测站上，观测数分钟⾄2⼩时或更长时间，以确定测站位置的卫星定位，是不考虑轨道的有⽆、决定点位置的定位应⽤。
动态定位：动态定位是以确定与各观测站相应的、运动中的、接收机载体的位置或轨迹的卫星定位。
伪距：由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得出的量侧距离。
由于卫星钟、接收机钟的误差以及信号经过电离层和对流层的延迟，量侧距离的距离与卫星到接收机的⼏何距离有⼀定的差值，因此称量侧距离的伪距。
《卫星定位技术》试题与答案一、填空（10空,每空2分，共20分）1．GPS定位系统由__________、___________和用户接收三个部分构成。
答：空间卫星；地面监控。
2．双频接收机可以同时接收L1和____信号，利用双频技术可以消除或减弱___________ 对观测量的影响，定位精度较高，基线长度不受限制，所以作业效率较高。
答：L2；对流层折射。
3．利用GPS进行定位有多种方式，如果就用户接收机天线所处的状态而言，定位方式分为 _______定位和______定位；答：静态；动态。
4．GPS基准通常指的是位置基准、____基准和尺度基准。
答：方位。
5．我国组建的第一代卫星导航定位系统称为____________。
答：北斗卫星导航定位系统。
6．在一个六条边的同步环中，独立基线边有_____条。
答：5。
7．同一时段观测值的数据剔除率，其值应小于__。
答：10％。
二、请写出下列字母组合所对应的名词（5空，每空2分，共10分）1、GLONASS-( ) 答：格罗纳斯系统。
2、UTM- ( ) 答：横轴墨卡托投影。
3、SD -( ) 答：单差。
4、IGS- ( ) 答：国际GPS地球动力学服务组织。
5、ITRF-( ) 答：国际地球参考框架。
三、判断正误，并改错（6题，每小题1.5分,共9分）1、单点定位至少需要五颗卫星信号同时被接收。
答：（×），改为：单点定位至少需要四颗卫星信号同时被接收。
2、WGS-84坐标系是一种左手协议坐标系。
答：（×），改为：WGS-84坐标系是一种右手协议坐标系3、GPS信号都源于一个公用的102.3MHz基准信号。
答：（×），改为：GPS信号都源于一个公用的10.23MHz基准信号。
4、GPS接收机测定点在WGS84坐标系中的坐标差，这是绝对定位。
答：（×），改为：GPS接收机测定点在WGS84坐标系中的坐标差，这是相对定位。
北斗接收机定位误差分析张明;顾晓雪【摘要】北斗导航系统是中国自主研制的卫星导航系统，能够为用户提供快速、精确的定位、授时功能。
通过阐述北斗定位原理，深入分析北斗定位误差的原因，采用北斗差分定位方法、电离层改进模型、对流层改进模型来改善北斗定位精度。
%Beidou navigation system is a navigation system of China. The navigation system can provide fast, acute positioning, timing for user. In the paper, we analyze the principle of Beidou positioning Error, and then propose some improved method to improve the positioning accuracy.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】4页(P40-43)【关键词】北斗定位;定位误差;定位原理【作者】张明;顾晓雪【作者单位】中国电子科技集团公司第58研究所，江苏无锡 214035;中国电子科技集团公司第58研究所，江苏无锡 214035【正文语种】中文【中图分类】V249.321 引言目前世界上存在的导航系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo 以及中国的北斗导航系统。
导航系统由空间部分、地面控制中心和用户终端3部分组成，是通过地面接收设备接收卫星传送来的信息，计算同一时刻设备到多颗卫星之间的伪距离，定位被测设备的三维坐标，来实现导航定位。
目前北斗导航系统定位精度可达数10 ns的同步精度，其精度与GPS相当。
2 北斗定位原理及误差来源北斗定位的基本原理是测量出已知位置卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可确定接收机的具体位置[1]。
1. 静态相对定位中，在卫星之间求一次差可有效消除或削弱的误差项为：AA. 卫星钟差B. 电离层延迟误差C. 星历误差D. 接收机钟差2. 什么是单差、双差和三差，它们各有什么特点？答：将直接观测值相减，所获得的结果被当做虚拟观测值，称为载波相位观测值的单差。
包括在卫星间求一次差，在接收机间求一次差，在不同历元间求一次差三种求差法。
在载波相位测量的一次求差基础上继续求差所获得的结果被当成虚拟观测值，称为双差。
常见的二次求差也有三种：在接收机和卫星间求二次差；在接收机和历元间求二次差；在卫星和历元间求二次差。
二次差仍可继续求差，称为求三次差。
只有一种三次差，即在卫星、接收机和历元间求三次差。
考虑到GPS定位的误差源，实际上广为采用的求差法有三种：在接收机间求一次差，在接收机和卫星间求二次差，在卫星、接收机和历元间求三次差。
他们各自的特点分别是：1）在接收机间求一次差：可以消除卫星钟差；接收机钟差参数数量减少，但并不能消除接收机钟差；卫星星历误差、电离层误差、对流层延迟等的影响也可得以减弱。
2）在接收机和卫星间求二次差：卫星钟差被消去；接收机相对钟差也被消去；在每个历元中双差观测方程的数量均比单差观测方程少一个；参数较少用一般的计算机就可胜任数据处理工作。
3）在卫星、接收机和历元间求三次差：在二次差的基础上进一步消去了整周模糊度参数，但这并没有多少实际意义；三差解是一种浮点解；三差方程的几何强度较差。
一般在GPS测量中广泛采用双差固定解而不采用三差解，通常仅被当做较好的初始值，或用于解决整周跳变的探测与修复、整周模糊度的确定等问题。
3.为什么在一般的GPS定位中广泛采用双差观测值？答:由于双差观测存在以下的优点:消去了卫星钟差；接收机相对钟差也被消去；在每个历元中双差观测方程的数量均比单差观测方程少一个；参数大大减少,用一般的计算机就可胜任数据处理工作。
4.为什么在静态相对定位载波测量中广泛采用求差法？答:在载波测量中,多余参数的数量往往非常多，这样数据处理的工作量十分庞大，对计算机及作业人员的素质也会提出较高的要求。
rtk 电离层误差方案概述说明以及概述1. 引言1.1 概述本文旨在探讨RTK电离层误差方案的概述和说明。
RTK技术是一种利用全球定位系统（GPS）进行高精度实时定位的方法，在许多领域都有重要应用，如地理测量、导航和农业等。
然而，电离层对于RTK定位结果的准确性和稳定性有着显著影响，并且会引起伪距观测值延迟。
为了解决这个问题，已经提出了各种电离层误差补偿方案。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行阐述。
首先，我们会介绍什么是RTK技术以及电离层对其定位结果的影响。
然后，我们将详细探讨现有的电离层误差补偿方案，包括基于GPS宽巷模糊度解算方法、基于多系统组合观测数据优化估计方法以及其他相关方法和改进措施。
最后，在结论与展望部分，我们将总结关键要点，并讨论目前存在的问题和挑战，并展望未来发展方向。
1.3 目的本文旨在对RTK电离层误差方案进行全面而详尽的概述和说明。
通过对各种电离层误差补偿方案的介绍和分析，我们希望读者能够更好地理解电离层误差在RTK定位中的影响，以及如何有效地减小这些影响。
同时，我们也希望为未来的研究和发展提供一些启示和参考。
2. RTK电离层误差方案概述说明2.1 什么是RTK技术在开始详细介绍RTK电离层误差方案之前，我们首先需要了解什么是RTK技术。
RTK（Real-Time Kinematic）技术是一种实时动态定位技术，可用于测量和监测对象的精确位置和运动状况。
它利用全球定位系统（GPS）或其他卫星导航系统的信号进行高精度定位。
2.2 电离层对RTK定位的影响电离层是地球大气层中的一个部分，由于其中存在自由电子，会对电磁波传播产生影响。
这些影响包括信号延迟、折射和散射等。
而对于RTK定位来说，电离层误差可能导致位置定位的不准确性。
因此，在实际应用中，需要针对这种影响制定相应的电离层误差补偿方案。
2.3 现有的电离层误差补偿方案为了抵消电离层对RTK定位结果的影响，已经提出了一些有效的电离层误差补偿方案。
一、填空1、RTK 数据链发送的是基准站载波相位观测量和坐标。
2、码相位测量测定的是测距码从卫星到接收机的传播时间。
3、采用后处理星历代替广播星历可减弱卫星星历误差影响。
4、双差模型可消除接收机钟差误差影响。
5、电离层影响，白天是晚上的 5 倍。
6、电离层影响，夏天是冬天的 4 倍。
7、电离层影响在一天中的中午最强。
8、对流层影响与温度、气压和湿度有关。
9、卫星信号由多条路径到达接收机而引起的误差叫多路径误差。
10、测站点远离水面，以避免多路径误差影响。
11、抑径板可减弱多路径误差影响。
12、抑径板是通过遮挡反射信号来减弱多路径误差的。
13、各接收机定向标志同时朝北，可消除相位中心偏影响。
14、点位误差随精度衰减因子的增大而增大。
15、精度衰减因子用英文缩写 DOP 表示。
16、HDOP 表示水平位置精度衰减因子。
17、PDOP 表示空间位置精度衰减因子。
18、精度衰减因子与卫星的空间分布有关。
19、两同步观测的测站上的单差相减叫双差。
20、实时伪距差分定位也叫 RTD 。
21、实时载波相位差分定位也叫 RTK 。
22、参考站向流动站发射差分信号。
23、差分定位有数据链相对定位没有。
24、97 规程规定的四等 GPS 基线的固定误差是 10mm 。
25 、97 规程规定的四等 GPS 基线的比例误差系数是10ppm 。
26、网中的三个已知点坐标可用来解算大地坐标转换的7 个参数。
27、由同步观测基线构成的闭合环叫同步环。
28、由非同步观测基线构成的闭合环叫异步环。
29、五台接收机同步观测的基线数为 10 。
30、五台接收机同步观测的独立基线数为 4 。
31、同步图形扩展方式有点连式、边连式和网连式。
32、相邻两个同步图形有 2 个公共点的连接收方式叫边连式。
33、GPS 网测量中所用接收机必须具有载波相位观测功能。
34、四等 GPS 网的重复设站数应不少于 1.6 。
35、97 规程规定，各等级 GPS 网观测时， PDOP 宜小于 6 。
《GPS 原理与应用》课程考试 试卷（A ）答案一、名词解释（共6小题，每小题3分，共18分） 1.整周跳变：由于仪器线路的瞬间故障、卫星信号被障碍物暂时阻断、载波锁相环路的短暂失锁等因素的影响，引起计数器在某一个时间无法连续计数，这就是所谓的整周跳变现象(简称周跳)。
2.导航电文：由卫星向用户发送的有关卫星的位置、工作状态、卫星钟差及电离层延迟参数等信息的一组二进制代码，也称数据码。
3.卫星星历误差：由卫星星历给出的卫星轨道与卫星实际轨道之差。
4.静态绝对定位：是指在GPS 接收机天线处于静止状态下，确定测站的三维地心坐标。
5.广域差分GPS ：在相当大的区域中均匀布设少量GPS 基准站，各基准站均将观测值送往数据处理中心以便卫星星历误差、卫星钟差、电离层延迟模型等分离出来，并播发给用户的差分GPS 系统称广域差分GPS 。
6.同步图形环：由不同时段的基线向量首尾相接构成的闭合图形。
二、单选题（共10小题，每小题1分，共10分） 1.以下哪个因素不会削弱GPS 定位的精度（D ） A 晴天为了不让太阳直射接收机，将测站点置于树荫下进行观测 B 测站设在大型蓄水的水库旁边 C 在SA 期间进行GPS 导航定位 D 夜晚进行GPS 观测 2.GPS 卫星信号的基准频率是多少？（B ） A 1.023MHz B 10.23 MHz C 102.3 MHz D 1023 MHz 3.GPS 测量中，卫星钟和接收机钟采用的是哪种时间系统？（B ） A 恒星时 B GPS 时 C 国际原子时 D 协调世界时 4.GPS 卫星之所以要发射两个频率的信号，其主要目的是为了（B ） A 消除对流层延迟 B 消除电离层延迟C 消除多路径误差 D 增加观测值个数 5.利用广播星历进行单点定位时，所求得的站坐标属于（C ） A1954北京坐标系B1980年西安坐标系CWGS-84 DITRF 6.在一般的GPS 短基线测量中，应尽量采用（C ） A 单差解 B 三差解 C 双差固定解 D 双差浮点解 7.载波相位测量值在历元间求差后可消去（D ） A 接收机钟差 B 卫星钟差 C 电离层延迟 D 整周未知数 8.某GPS 网采用某型号的GPS 接收机指标为：固定误差为3mm ，比例误差为2ppm ，对于一条2km 的基线，则该基线长度的中误差为（B ）院系：专业班级：姓名： 学号：装订线A4mmB5mmC2mmD3 mm9.美国GPS中的SA政策对GPS卫星钟影响所产生误差可以采用哪种方式减弱（A）A测站间求差 B卫星间求差 C历元间求差 DAS10.在高程应用方面GPS可以直接精确测定测站点的（A）A 大地高 B正常高 C水准高 D海拔高三、多选题（共5小题，每小题2分，共10分，错选、多选不能得分）1.GPS广播星历中包含哪些内容（ACD）AGPS卫星的六个轨道根数 BGPS观测的差分改正CGPS卫星钟的改正 DGPS卫星的健康状态2.GPS定位中，为了尽量减弱和消除电离层延迟可以采取以下那些方法（ABC）A采用差分方式观测 B控制基线长度C采用双频改正 D采用水汽辐射计3.对于导航电文的第三数据块，下列哪些说法正确？（ABCD）A 第三数据块包含在第四、五子帧中B 给出了其余GPS卫星的概略星历C 由25个页面组成D 可用于拟定观测计划4.产生整周跳变的原因包括（ACD）A接收机在高速动态下运行 B接收机电源故障C信号被干扰 D信号被遮挡5.GPS接收机天线平均相位中心偏差与（AB）有关A天线类型 B接收信号频率C卫星天线相位中心偏差DSA四、填空题（共12小题，36个空，每空0.5分，共18分）1.目前正在运行的全球卫星导航定位系统有美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS。
卫星测高技术的原理及应用摘要：卫星测高技术是空间大地测量中的一个关键的新技术，自其产生以来，得到了迅速的发展，并在大地测量学、地球物理学、海洋学中得到了广泛应用。
本文主要介绍了卫星测高技术的产生、原理和应用，并在最后对自己的学习收获进行了简单的总结。
1引言卫星测高的概念是在1969年Williamstown召开的固体地球和海洋物理大会上由美国著名大地测量学者考拉首次提出的。
它以卫星为载体，借助空间、电子和微波、激光等高新技术来量测全球海面高。
20世纪80年代以来，计算机技术和空间技术高速发展，地球科学在宏观和微观的研究上进入了一个迅速发展和深入探索的时期。
在此期间，地球科学各分支学科出现了大量新的学科生长点，提出了许多新学科、新概念、新技术。
卫星测高学在这种形势下随着卫星遥感遥测技术的应用发展起来，它利用卫星上装载的微波雷达测高仪，辐射计和合成孔径雷达等仪器，实时测量卫星到海面的距离、有效波高和后向散射系数，并通过数据处理和分析，来研究大地测量学、地球物理学和海洋学方面的问题。
自1969年考拉提出卫星测高构想，1970年美国宇航局（NASA）发射天空实验室卫星（Skylab）进行首次卫星雷达海洋测高实验以来，30多年间国际上先后陆续发射了多代测高卫星，主要有:美国NASA等部门发射的地球卫星GeosO3（1975年），海洋卫星Seasat（1978年），大地测量卫星Geosat（1985年）;欧洲空间局（ESA）发射的遥感卫星ERSO1（1991年）和ERSO2（1995年）; NASA和法国空间局（CNES）合作发射的海面地形实验/海神卫星Topex/Poseidon （T/P，1992年）。
卫星遥感技术经历了改进和完善的过程，技术和性能已趋成熟，测高精度已提高了三个数量级。
卫星测高技术经过几十年的发展，其技术和性能日趋成熟，测高精度、分辨率有了很大的提升，应用范围也扩展到全球区域的覆盖。
它可以在全球范围内全天候地多次重复、准确地提供海洋、冰面等表面高度的观测值，改变了人类对地球特别是海洋的认识和观测方式，使我们有能力并且系统地进行与之有关的各种研究。
